JP2002234104A - 高水蒸気バリアフィルム - Google Patents
高水蒸気バリアフィルムInfo
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Abstract
度に影響されない水蒸気バリア性を有する高水蒸気バリ
アフイルムを提供するものである。 【解決手段】透明な基材フイルム1の少なくとも一方の
面に無機酸化物の蒸着薄膜(A)2を設け、更に、該無
機酸化物の蒸着薄膜(A)2の上に異種の無機酸化物の
蒸着薄膜(B)3を積層したものからなることを特徴と
する。
Description
密電子部品等の包装分野に用いられる透明なガスバリア
材に関するものである。
包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、特に食品
分野においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、
味覚や鮮度を保持するために、又医薬品分野においては
有効成分の変質を抑制し、効能を維持するために、さら
に、精密電子部品分野においては金属部分の腐食、絶縁
不良等を防止するために、包装材料を透過する酸素、水
蒸気、その他内容物を変質させる気体による影響を防止
する必要があり、これら気体を遮断するガスバリア性を
備えることが求められている。そのため、従来から温
度、湿度などに影響されないアルミニウムなどの金属箔
やアルミニウム蒸着フイルムあるいはポリビニルアルコ
ール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化
ビニリデン、ポリアクリロニトリルなどの樹脂フイルム
やこれらの樹脂を表面にコーティングしたフイルムなど
がガスバリア材として一般的に包装材料に用いられてき
た。
ルミニウム蒸着フイルムを用いた包装材料は、ガスバリ
ア性に優れるが、包装材料を透視して内容物を確認する
ことができないだけではなく、使用後の廃棄の際は不燃
物として処理しなければならない点や包装後の内容物な
どの検査の際に金属探知器が使用できない点などの欠点
を有していた。また、ガスバリア性樹脂フイルムやガス
バリア性樹脂をコーティングしたフイルムは、温湿度依
存性が大きく、高いガスバリア性を常時維持できない。
さらに、塩素を含む樹脂は廃棄や焼却の際に有害物質生
成の原因となる可能性があるなどの問題があった。
料として、最近では酸化マグネシウム、酸化カルシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化珪素などの無機酸化物を透
明な基材フイルム上に蒸着した蒸着フィルムが上市され
ている。これらの蒸着フイルムは透明性及び酸素、水蒸
気等のガス遮断性を有していることが知られ、金属箔な
どでは得る事が出来ない透明性、ガスバリア性の両方を
有する包装材料として好適とされている。
た無機酸化物の内、酸化マグネシウム、酸化カルシウム
の蒸着原材料は、例えば酸化マグネシウムの沸点が36
00℃、酸化カルシウムの沸点が2850℃等と昇華温
度が高く、そのために蒸着工程における蒸発速度が遅く
なる。そのためガスバリア性を発現させるのに十分な2
00Å程度の厚さの蒸着薄膜を付着させようとすると、
製膜時間が長時間になり、製造効率が悪く、高コストに
繋がるため商業的採算が合わない。また、酸化マグネシ
ウムあるいは酸化カルシウムを単層で透明な基材フイル
ム上に蒸着すると、経時で空気中の水分を吸湿してガス
バリア性が劣化し、ガスバリア材料としては不適当であ
る。
る無機酸化物の蒸着フイルムは、酸化アルミニウムある
いは酸化珪素などの無機酸化物を基材フイルムに蒸着し
たものが主流であるが、これらの既存の蒸着フイルムは
酸素ガスバリア性は優れているが、水蒸気バリア性は酸
素ガスバリア性に比し、約10,000倍程度の透過性
があり、包装材料に使用するには不満足である。
性に優れ、かつ、温湿度に影響されない水蒸気バリア性
を有する高水蒸気バリアフイルムを提供するものであ
る。
発明は、透明な基材フイルムの少なくとも一方の面に無
機酸化物の蒸着薄膜(A)を設け、更に、該無機酸化物
の蒸着薄膜(A)の上に異種の無機酸化物の蒸着薄膜
(B)を積層したものからなることを特徴とする高水蒸
気バリアフィルムである。
1に係る発明において、前記無機酸化物の蒸着薄膜
(A)が酸化カルシウム、酸化マグネシウムあるいはそ
れらの混合物からなることを特徴とする高水蒸気バリア
フィルムである。
1に係る発明において、前記無機酸化物の蒸着薄膜
(B)が酸化アルミニウム、酸化珪素、あるいはそれら
の混合物からなることを特徴とする高水蒸気バリアフィ
ルムである。
1乃至請求項3のいずれか1項に係る発明において、前
記無機酸化物の蒸着薄膜(A)と蒸着薄膜(B)の合計
厚さが50〜3000Åの範囲であることを特徴とする
高水蒸気バリアフィルムである。
ム上に設けられた無機酸化物の蒸着薄膜(A)が基材フ
イルムに由来する水分と反応して水酸化物になること
で、基材フイルムに由来する水分を吸収し、無機酸化物
の蒸着薄膜(A)の上に積層される異種の無機酸化物の
蒸着薄膜(B)への水分の侵入を抑えることにより、無
機酸化物の蒸着薄膜(B)の緻密化を促進して、高い水
蒸気バリア性を保持できる。
を、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
図であり、フイルムの厚み方向に順に、基材フイルム
1、無機酸化物の蒸着薄膜(A)2、無機酸化物の蒸着
薄膜(B)3が順次形成されている。
子材料であり、とくに無色透明であればよく、通常、包
装材料として用いられるものが好ましい。例えば、二軸
延伸ポリプロピレンフイルム(OPP)、二軸延伸ナイ
ロンフイルム(ONy)、二軸延伸ポリエステルフイル
ム(PET)などが機械的強度、寸法安定性を有してい
るので好ましい。さらに、平滑性が優れ、かつ添加剤の
量が少ないフィルムが好ましい。また、前記基材フイル
ム1と無機酸化物の蒸着薄膜(A)2の密着性を良くす
るために、基材フイルム1の蒸着薄膜(A)2側の面
を、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオ
ンボンバード処理を施しておいてもよく、さらに薬品処
理、溶剤処理などを施してもよい。
を受けるものではないが、包装材料としての適性、他の
層を積層する場合の加工性を考慮すると、5〜100μ
mの範囲が好ましい。
化カルシウム、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合
物である必要がある。その理由は、前記酸化カルシウ
ム、酸化マグネシウムが基材フイルム1の上に蒸着加工
された後、基材フイルムに由来する水分と反応し、水酸
化カルシウム、水酸化マグネシウムなどの水酸化物にな
ることにより、水分を吸収する吸湿機能を有し、次工程
で積層される蒸着薄膜(B)3への水分の侵入を抑える
役割を果たし、蒸着薄膜(B)の緻密化を促進すること
により、本発明の温湿度に影響されない高い水蒸気バリ
ア性を保持できる。
化アルミニウム、酸化珪素あるいはそれらの混合物であ
る必要がある。これらの無機酸化物は前述の如く基材フ
イルム1に由来する水分の影響を直接受けることがない
ので、蒸着加工される際その蒸着薄膜が非常に緻密にな
つているので、優れたガスバリア性を有するばかりでな
く、経時でそのガスバリア性、特に水蒸気バリア性が低
下することが無いなどの特徴がある。
薄膜(B)3との合計厚さは50〜3000Åの範囲内
であることが望ましい。膜厚が50Å以下になると均一
な薄膜が形成されないことがあり、ガスバリア材として
の機能を十分に果たすことができない。また、膜厚を3
000Å以上にした場合は薄膜にフレキシビリティを保
持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りな
どの外的要因により、薄膜に亀裂を生じる恐れがあるた
め良くない。
及び蒸着薄膜(B)3は基材フイルム1の両面に形成さ
せても良い。
着薄膜(B)3の積層方法としては、蒸着用原材料が既
に金属酸化物の場合は通常の真空蒸着法やスパッタリン
グ法、あるいはイオンプレーティング法等で形成する方
法ことができる。
素,炭酸ガスと不活性ガスなどとの混合ガスの存在下で
蒸着加工を行い、基材フイルム上に金属酸化物の薄膜を
形成をさせる、いわゆる反応性蒸着、反応性スパッタリ
ング、反応性イオンプレーティングにより連続的に無機
酸化物の蒸着薄膜(A)及び蒸着薄膜(B)を形成させ
る方法もある。
を以下に具体的な実施例に従って説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されるものではない。
12μmの二軸延伸ポリエステルフイルムを、蒸着薄膜
(A)2用の蒸着原材料として酸化カルシウム粉末(純
度2N)を準備し、電子線加熱方式による真空蒸着装置
により、基材フイルム1の片面に厚さ100Åの酸化カ
ルシウムの蒸着薄膜(A)2を形成し、酸化カルシウム
の蒸着フイルムを得た。次いで、前記酸化カルシウムの
蒸着フイルムを同一の電子線加熱方式による真空蒸着装
置に装着し、蒸着薄膜(B)3用の蒸着原材料として金
属のアルミニウムを用い、酸素を導入しながらアルミニ
ウムを加熱蒸発させて反応蒸着を行い、前記酸化カルシ
ウムの蒸着薄膜(A)2の上に厚さ200Åの酸化アル
ミニウムの蒸着薄膜(B)3を形成させ、本発明の高水
蒸気バリアフイルムを得た。
線加熱方式による真空蒸着装置を用いて、基材フイルム
1として使用した厚さ12μmの二軸延伸ポリエステル
フイルムの片面に厚さ100Åの酸化カルシウムの蒸着
薄膜を形成させ、比較用の蒸着フイルムを得た。
線加熱方式による真空蒸着装置を用いて、基材フイルム
1として使用した厚さ12μmの二軸延伸ポリエステル
フイルムの片面に厚さ300Åの酸化アルミニウムの蒸
着薄膜を形成させ、比較用の蒸着フイルムを得た。
フィルムの光線透過率、酸素透過率及び水蒸気透過率を
以下に示す測定方法で測定し、透明性及びガスバリア性
を評価した。その結果を表1に示す。 (1)光線透過率:分光光度計(島津製作所社製 UV
−3100)を用いて、波長400nmの光の透過率を
測定した。 (2)酸素透過率:モダンコントロール社製(MOCO
N OXTRAN 10/50A)を用いて、25℃−
100%RH雰囲気下で測定した。 (3)水蒸気透過率(初期):モダンコントロール社製
(MOCON PERMATRAN W6)を用いて、
40℃−90%RH雰囲気下で各フィルムを蒸着直後に
測定した。 (4)水蒸気透過率(暴露後):各フィルムを蒸着後に
25℃、50%RHの雰囲気中に5日間保持した後にモ
ダンコントロール社製(MOCON PERMATRA
N W6)を用いて、40℃−90%RH雰囲気下で測
定した。
く、蒸着直後及び25℃、50%RHで5日間保持後
も、高温、高湿度条件(40℃、90%RH)での水蒸
気バリア性が低下しないで、良好な水蒸気バリア性を保
持している。なお、酸素ガスバリア性も良好ある。比較
例1は透明性、酸素ガスバリア性、蒸着直後の水蒸気バ
リア性は良いが、25℃、50%RHで5日間保持後の
高温、高湿度条件下での水蒸気バリア性の低下が大き
い。比較例2は透明性、酸素バリア性は良いが、蒸着直
後に既に水蒸気バリア性は良くない。これらのことか
ら、本発明の実施例1の高水蒸気バリアフイルムは初期
ばかりでなく、経時でも高い水蒸気バリア性を保持でき
ることがわかった。
明な基材フイルムの上に、水分と反応して水酸化物とな
ることにより基材フイルムに由来する水分を吸収する吸
湿機能を有する無機酸化物の蒸着薄膜を設け、さらに、
その蒸着薄膜の上に異種のガスバリア性のある無機酸化
物の蒸着薄膜を積層した2層構成の蒸着薄膜からなって
いるので、内容物を透視できる透明性を有すると共に、
包装分野で要求される各種ガスバリア性にも優れ、特に
温湿度に影響されない優れた水蒸気バリア性を保持でき
るので、他の材質との貼り合わせ、製袋及び成形加工な
どの各種加工後も、内容物の品質保存性に優れ、包装分
野に於いて広く使用が可能である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】透明な基材フイルムの少なくとも一方の面
に無機酸化物の蒸着薄膜(A)を設け、更に、該無機酸
化物の蒸着薄膜(A)の上に異種の無機酸化物の蒸着薄
膜(B)を積層したものからなることを特徴とする高水
蒸気バリアフイルム。 - 【請求項2】前記無機酸化物の蒸着薄膜(A)が酸化カ
ルシウム、酸化マグネシウムあるいはそれらの混合物か
らなることを特徴とする請求項1記載の高水蒸気バリア
フイルム。 - 【請求項3】前記無機酸化物の蒸着薄膜(B)が酸化ア
ルミニウム、酸化珪素あるいはそれらの混合物からなる
ことを特徴とする請求項1記載の高水蒸気バリアフイル
ム。 - 【請求項4】前記無機酸化物の蒸着薄膜(A)と蒸着薄
膜(B)の合計厚さが50〜3000Åの範囲であるこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記
載の高水蒸気バリアフィルム。
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JP2001034945A JP3956623B2 (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 高水蒸気バリアフィルム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005014298A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Toppan Printing Co Ltd | 水分吸収機能を持つ蒸着フィルム積層体 |
KR100685832B1 (ko) | 2005-05-13 | 2007-02-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 무기막 및 그의 제조 방법 |
JP2010234525A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Toppan Printing Co Ltd | 積層体 |
JP2012092428A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜形成用の蒸着材及び該薄膜を備える薄膜シート並びに積層シート |
-
2001
- 2001-02-13 JP JP2001034945A patent/JP3956623B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010234525A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Toppan Printing Co Ltd | 積層体 |
JP2012092428A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜形成用の蒸着材及び該薄膜を備える薄膜シート並びに積層シート |
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